22.12.12

Astronomie

Wenn es alle sechs Sekunden im Weltall kracht

Forscher haben einen Stern entdeckt, der ständig von einer Wolke aus Gas und Staub umgeben ist. Eigentlich ist er zu alt für solche Jugenderscheinungen. Doch Kometen liefern eine Erklärung.

Von Guido Meyer
Foto: Getty Images/Stocktrek

Nicht nur Staubkörnchen, sondern auch dicke Felsbrocken umkreisen den Stern 49 Ceti
Nicht nur Staubkörnchen, sondern auch dicke Felsbrocken umkreisen den Stern 49 Ceti

Je weiter Wissenschaftler ins All hinausblicken, desto merkwürdiger stellt sich der Kosmos dar. Dort draußen gibt es Planeten aus Diamant, Konstellationen aus drei oder vier Sonnen, supermassive schwarze Löcher – und nun haben Astronomen einen Stern entdeckt, in dessen Nähe es alle sechs Sekunden knallt. So oft und so schnell nämlich stoßen die ihn umkreisenden Kometen zusammen.

Als Ergebnis dieser Akkordkarambolagen ist der Stern permanent von einer Wolke aus Gas umgeben.

Merkwürdiges im Sternbild Wal

Wer jetzt, in den Wintermonaten, abends gegen 23 Uhr ziemlich senkrecht nach oben in den Nachthimmel schaut, hat gute Chancen, im Sternbild Wal (Cetus) das Objekt 49 Ceti zu entdecken.

Es handelt sich um einen ziemlich unscheinbaren Stern, der rund 200 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Was wir mit bloßem Auge nicht sehen können: Er ist von einer Scheibe aus Gas umgeben. Sie ist für Astronomen nur im infraroten Licht sichtbar und besteht aus Staubteilchen, die das Licht des Sterns auffangen und es als Wärme wieder abgeben. "Diese Wärmestrahlung können wir messen", sagt der Astronom und Physiker Benjamin Zuckerman von der University of California in Los Angeles. "Deswegen wissen wir ungefähr, wie viel Material sich dort befindet."

Unregelmäßig geformte Staubteilchen haben relativ betrachtet mehr Oberfläche als beispielsweise runde Planeten. Sie reflektieren Licht und Wärme daher auch anders, und zwar in einer so charakteristischen Weise, dass sie von Forschern auf der Erde eben als kleine Staubteilchen und nicht als große Kugeln ausgemacht werden können.

Zu alt für eine Gaswolke?

Zuckerman und seine Kollegen von der Universität von Kalifornien haben sich 49 Ceti näher angesehen und dabei auch die Wolke entdeckt – die jedoch gar nicht da sein dürfte. Denn nur bei jungen Sternen hält sich für wenige Millionen Jahre eine Gaswolke mit den Überresten der Stern-Entstehung.

Dabei zieht sich solch eine Wolke immer mehr zusammen, kollabiert unter ihrem eigenen Gewicht und gerät in eine Eigendrehung. Irgendwann, wenn der Druck in ihrem Innern eine bestimmte Intensität überschritten hat, "zündet" der Stern, das heißt der Prozess der Kernfusion beginnt. Die Strahlung des neu entstandenen Sterns bläst die verbliebenen Reste der Wolke hinaus ins All oder verbrennt sie. Nach ein paar Millionen Jahren ist die Umgebung um den Stern leergefegt von Gas und Staub.

Aus den letzten Überresten können sich – in größerer Entfernung zum Stern – Planeten bilden. Dann kann die Entwicklung des entsprechenden Sternensystems seinen Lauf nehmen.

Hundert Billionen Kometen umkreisen den Stern

Doch 49 Ceti ist bereits 40 Millionen Jahre alt. Wieso also ist dieser Stern immer noch von einer Gas- und Staubscheibe umgeben? Des Rätsels Lösung sind offenbar Kometen – denn gemäß den Infrarotmessungen besteht die Wolke um den Stern nicht nur aus ganz kleinen Staubpartikeln. "Wir schätzen, dass mehrere Hundert Billionen Kometen um den Stern herumfliegen", erklärt Benjamin Zuckerman. Jeder von ihnen dürfte nur wenige Kilometer groß sein. Das klingt nach wenig. Aufgrund ihrer hohen Anzahl aber ist die Masse aller Kometen zusammengenommen 400 Mal so groß wie die der Erde.

Doch in den Weiten des Weltalls verlieren sich selbst solche Masseansammlungen: Der durchschnittliche Abstand zwischen zwei Kometen entspricht ungefähr dem Durchmesser des Gasriesen Jupiter. Und der ist ungefähr zehnmal so groß wie die Erde und damit der größte Planet unseres Sonnensystems.

Alle sechs Sekunden knallt es

Weil es jedoch so viele Kometen sind, die in der Scheibe um den Stern 49 Ceti herumschwirren, kollidieren sie dauernd miteinander. "Ich konnte es selbst kaum glauben, als ich die Berechnungen angestellt hatte", wundert sich der amerikanische Astronom Zuckerman, "aber es muss in dieser Gegend alle sechs Sekunden zu einem Zusammenstoß kommen!" Diese Scheibe aus Gas, Staub und Kometen umkreist den Stern 49 Ceti in einem Abstand, der ungefähr dem vierfachen Radius unseres gesamten Planetensystems entspricht, von der Sonne bis hinaus zum Kuiper-Gürtel, jener Ansammlung von Asteroiden am Rande unseres Sonnensystems, jenseits der Umlaufbahn des äußersten Planeten Neptun.

Die Kometen in dieser Scheibe bestehen jedoch nicht nur aus Gestein und Eis. In ihrem Innern ist auch gefrorenes Kohlenmonoxid und Kohlendioxid gefangen. Kollidieren zwei Kometen, werden diese Gase freigesetzt.

Die Scheibe wird ständig aufgefrischt

Im Vakuum des Weltraums gehen sie direkt aus ihrem bisherigen festen in einen gasförmigen Zustand über. Sie verflüchtigen sich, befinden sich jedoch weiterhin unter dem Schwerkrafteinfluss des zentralen Sterns 49 Ceti und ordnen sich scheibenförmig um ihn an.

Doch die US-Astronomen können belegen, dass diese Scheibe nicht etwa nur ein einziges Mal entstanden ist, sondern ständig "aufgefrischt" wird. Ununterbrochen entsteht Nachschub, der dafür sorgt, dass die Scheibe nicht abklingt, sondern sich zu einem Dauerzustand entwickelt hat. Die Kohlenmonoxid- und Kohlendioxid-Moleküle der Scheibe nämlich werden spätestens nach 500 Jahren durch die ultraviolette Strahlung des Sterns zerstört. Sie zerlegt beispielsweise das Kohlenmonoxid in seine Kohlenstoff- und Sauerstoff-Atome.

Da 49 Ceti aber permanent von einer Scheibe aus Gas umhüllt ist, die sich hauptsächlich aus Kohlenmonoxid und Kohlendioxid zusammensetzt, ist auch dies ein Anzeichen dafür, dass ständig Nachschub an Gas geliefert wird – in Form von Kollisionen von Kometen. Und zwar alle sechs Sekunden.

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